Одной из ключевых проблем текущего состояния обрабатывающих отраслей промышленности, решаемых при цифровизации, является низкая производительность труда, нерациональное использование ресурсов, низкая эффективность производственных мощностей, высокая доля брака [1].
Для развития промышленного потенциала страны и повышения гибкости реагирования на угрозы в области экономической безопасности правительством Российской Федерации в июне 2020 была утверждена «Сводная стратегия развития обрабатывающей промышленности Российской Федерации до 2024 года и на период до 2035 года» (далее - Стратегия), которая определяет основные направления государственной промышленной политики в отношении совокупности видов экономической деятельности, относящихся к обрабатывающему производству и находящихся в сфере ведения Министерства промышленности и торговли Российской Федерации [2].
В дополнение к этому 8 ноября 2021 г. Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин утвердил программу цифровой трансформации обрабатывающей промышленности. Главная задача цифровой трансформации заключается в модернизации управления производственными процессами, что должно привести к значительному повышению производительности труда. Цифровая трансформация должна приводить к росту валового внутреннего продукта в производственном секторе и, следовательно, к росту уровня благосостояния граждан страны [3].
Одним из направлений кадровой политики при реализации цифровой трансформации является разработка образовательных программ для среднего, высшего и дополнительного профессионального образования с использованием цифровых решений, включая технологии виртуальной реальности (VR-технологии) и компьютерные модели. А также реализация программ по подготовке кадров для приоритетных направлений и сегментов промышленности. На предприятиях наблюдается дефицит высококвалифицированных кадров, особенно операторов станков с ЧПУ и технологов-программистов по причине их миграцией в другие регионы. Традиционный заводской подход к обучению молодых специалистов на станках с ЧПУ предполагает значительные затраты станочного времени, поскольку станок исключен из производственного процесса на время обучения. Кроме того, повышается риск повреждения дорогостоящего оборудования по вине неопытного рабочего [4].
Поэтому актуальной является разработка программного обеспечения для обучения и переквалификации кадров предприятий обрабатывающих отраслей промышленности программированию на станках с ЧПУ.
Рис. 1. Структура программного обеспечения
Программа-тренажер (рис. 1) предназначена для изучения основ программирования устройства числового программного управления и приобретения навыков работы на токарном станке.
Применяется при подготовке операторов токарных станков с ЧПУ и обучение специалистов основам программирования устройства ЧПУ с тренингом практической работы на имитации модели токарного станка. А также данную программу можно использовать для проверки уровня знаний у опытных специалистов.
Сущность разработки: тренажер предоставляет возможность моделирования ручного управления токарным станком от клавиатуры пульта устройства ЧПУ, автоматического управления, записи и чтения управляющей программы. Интерактивный наглядный интерфейс тренажера (рис. 2) обеспечивает выбор режущего инструмента в позиции револьверной головки, изменение размеров заготовки; размерную привязку системы координат устройства ЧПУ и другие процедуры.
Рис. 2. Внешний вид программы для обучения работе с ЧПУ -Тренажер
 |
Актуальность работы определяется перспективностью разработки обучающей программы, необходимой для обучения персонала, текущего и итогового контроля их знаний. Данное приложение позволяет приобрести навыки, необходимые при работе на типовом станке с ЧПУ.
Продукт обеспечивает: - целостное восприятие процесса обработки детали с использованием управляющих программ, обучает основам программного управления металлорежущими станками. Разработанная программа содержит большой объём теоретического материала (рис. 3), который охватывает практически весь курс специальной технологии, а также контрольные вопросы для проверки знаний при обучении, тесты по отдельным модулям курса и упражнения для оценки практических действий обучаемого в среде эмуляции, воспроизводящей реальные действия при работе с изучаемым станком.
Рис. 3. Внешний вид программы для обучения работе с ЧПУ -Теоретический курс
Данный программный продукт (рис. 4) позволяет изучить программирование в классических G и М кодах, а также наглядно ознакомиться с функциональными возможностями каждой строки управляющей программы, а также увеличить производительную способность станка за счет экономии станочного времени, увеличить квалификацию сотрудников, а, как следствие: увеличение качества изготовляемой продукции.
Рис. 4. Внешний вид программы для обучения работе с ЧПУ -Тестирование G и M код
Обучающую программу целесообразно применять перед началом работы с реальным технологическим оборудованием. Будучи недорогим простым и гибким продукт позволяет программировать практически любой контур, как для токарных, так и для фрезерных операций. Удобный и приятный интерфейс, функциональность продукта, простой набор позволит максимально эффективно обучить пользователя основам программирования и получить навыки в разработке управляющих программ для станков с ЧПУ.
Также внедрение данного программного продукта позволит предприятиям благодаря обеспечению высококвалифицированными кадрами обрабатывающей промышленности на основе современных технологий перейти в высокопроизводительный экспортно-ориентированный сектор.
